FR2474916A1 - METHOD AND INSTALLATION FOR ELECTRO-EROSION MACHINING WITH CUTTING WIRE - Google Patents

Abstract

PROCEDE ET INSTALLATION POUR DECOUPER UNE PIECE POUR FORMER UN CONTOUR SOUHAITE AU MOYEN D'UN FIL-ELECTRODE CIRCULANT, DEPLACE AUSSI, RELATIVEMENT A LA PIECE, TRANSVERSALEMENT A SON AXE. ON DECOUPE GROSSIEREMENT PAR ELECTRO-EROSION LADITE PIECE EN SUIVANT UN PREMIER TRAJET PREDETERMINE CORRESPONDANT AU CONTOUR SOUHAITE ET DEFINI DE MANIERE A PRODUIRE UN CONTOUR DE DEGROSSISSAGE AVEC UNE SURCOUPE DANS LADITE PIECE. PUIS ON FAIT UNE DECOUPE DE FINITION EN SUIVANT UN SECOND TRAJET PREDETERMINE DECALE D'UNE DISTANCE DEFINIE PAR LE TERME N, UNIFORMEMENT A PARTIR DUDIT PREMIER TRAJET PREDETERMINE, OU N EST UNE VALEUR PRINCIPALEMENT PROPORTIONNELLE A L'EPAISSEUR DE LA PIECE TRAVERSEE PAR LE FIL-ELECTRODE, PRODUISANT AINSI UN CONTOUR DE COUPE DE FINITION COINCIDANT AVEC LEDIT CONTOUR DESIRE DANS LA PIECE.PROCESS AND INSTALLATION FOR CUTTING A PART TO FORM A DESIRED CONTOUR BY MEANS OF A CIRCULATING WIRE-ELECTRODE, ALSO MOVED, RELATIVE TO THE PART, CROSS-CUTTING TO ITS AXIS. THE SAID PART BY ELECTRO-EROSION IS CUT BY FOLLOWING A FIRST PREDETERMINED PATH CORRESPONDING TO THE DESIRED CONTOUR AND DEFINED SO AS TO PRODUCE A DEGROSSING CONTOUR WITH AN OVERCUT IN THE SAID PART. THEN WE MAKE A FINISHING CUT FOLLOWING A SECOND PREDETERMINED ROUTE SHIFT BY A DISTANCE DEFINED BY THE TERM N, UNIFORMELY FROM THE FIRST PREDETERMINED ROUTE, OR N IS A VALUE MAINLY PROPORTIONAL TO THE THICKNESS OF THE PIECE PER WIRE -ELECTRODE, THUS PRODUCING A FINISHING CUT CONTOUR COINCIDING WITH ITS DESIRED CONTOUR IN THE PART.

Description

L'invention concerne 1'usinage par électro-érosion àThe invention relates to electro-erosion machining at

fil coupant ou fil de coupe, et elle fournit plus particu-  wire or cutting wire, and it provides more

lièrement un procédé pour découper par électro-érosion une  a process for electro-erosion cutting

pièce pour former un contour désiré au moyen d'un fil-  piece to form a desired contour by means of a filament

électrode continu avancé axialement de manière à traverser linéairement la pièce au travers d'une zone de coupe tout en étant déplacé, en direction transversale à son axe, par  continuous electrode advanced axially so as to traverse the workpiece linearly through a cutting zone while being displaced, in a direction transverse to its axis, by

rapport à la pièce.compared to the piece.

Pour l'électro-érosion à fil de coupe, un mince fil continu, ou électrode filamentaire, ayant de façon typique une épaisseur comprise entre 0,05 mm et 0,5 mm, est avancée en continu à partir d'un côté d'alimentation jusqu'à un côté de reprise au travers d'une zone de coupe dans laquelle est placée une pièce à usiner et à laquelle est fourni un liquide de coupe, de façon typique de l'eau distillée ou un agent  For wire cutting EDM, a thin continuous wire, or filament electrode, typically having a thickness of between 0.05 mm and 0.5 mm, is fed continuously from one side of the wire. feeding to a return side through a cutting zone in which a workpiece is placed and to which a cutting fluid is supplied, typically distilled water or an agent

liquide de nature diélectrique et/ou électrolytique. Le fil-  liquid of dielectric and / or electrolytic nature. Thread-

électrode est avantageusement avancé en continu entre une  electrode is advantageously advanced continuously between a

paire d'éléments de guidage pour définir entre eux une por-  pair of guiding elements to define between them a

tion linéaire ou rectiligne de fil circulant en continu de façon à le mettre de manière précise en position en relation  linear or rectilinear continuous wire so as to put it accurately position in relation

prédéterminée d'usinage avec la pièce qu'il traverse axialement.  predetermined machining with the piece that it passes axially.

Un courant électrique d'usinage, ayant avantageusement la forme d'une succession d'impulsions électriques espacées dans le temps et ajustées avec précision, est appliqué en travers d'un intervalle d'usinage formé entre la pièce et la portion de fil circulant pour produire des décharges électriques et/ou une action électrolytique, et -enlever de la matière à partir de la pièce par électro-érosion. Pendant qu'a lieu l'enlèvement de matière, la pièce est déplacée par rapport à la portion linéaire de fil circulant transversalement à son axe de manière typique sous commande numérique, selon un trajet prédéterminé, propre à produire un dessin souhaité de coupe ou contour dans la pièce. L'avance continue ou déplacement du fil-électrode est assuré de manière typique par des galets d'entraînement de traction disposés en une zone située entre l'éléme t de guidage aval et les moyens de reprise du fil. Une tension souhaitée est établie dans le fil circulant, formant un pont entre les éléments de guidage, de manière typique en prévoyant des moyens de freinage en une zone située entre les éléments de guidage amont et les  A machining electric current, preferably having the shape of a succession of time-spaced and precisely-adjusted electrical pulses, is applied across a machining gap formed between the workpiece and the portion of wire flowing for producing electrical discharges and / or electrolytic action, and removing material from the workpiece by electro-erosion. During the removal of material, the workpiece is moved relative to the linear portion of wire running transversely to its axis, typically under numerical control, along a predetermined path, capable of producing a desired pattern of cut or contour in the room. The continuous feed or displacement of the electrode wire is typically provided by traction drive rollers arranged in a region between the downstream guide element and the wire recovery means. A desired tension is established in the circulating wire, forming a bridge between the guide elements, typically by providing braking means in an area between the upstream guide members and the

moyens d'alimentation en fil.wire feeding means.

Le trajet suivant lequel la pièce est déplacée trans-  The path following which the piece is moved trans-

versalement par rapport à l'axe du fil-électrode circulant linéaire étendu, est défini de manière empirique de telle manière que le contour usiné résultant puisse coïncider pré- cisément aussi bien en dimensions qu'en forme avec le dessin souhaité de coupe. La tolérance ou différence de taille entre  Towards the axis of the extended linear circulating wire electrode is empirically defined so that the resulting machined contour can coincide precisely in both size and shape with the desired pattern of cut. Tolerance or difference in size between

le contour usiné et la ligne enveloppe du passage du fil-  the machined contour and the envelope line of the thread

électrode d'usinage (à proximité du contour usiné) est commu-  machining electrode (near the machined contour) is

nément appelée "surcoupe" et elle correspond à la dimension de l'intervalle d'usinage formé entre le fil-électrode et la pièce. Il existe ainsi une différence de dimension entre le trajet de l'axe central du fil-électrode d'usinage et le contour souhaité ou résultant dans la pièce, qui est égal au rayon du fil-électrode augmenté de l'intervalle d'usinage  It is referred to as "over-cutting" and corresponds to the size of the machining gap formed between the wire electrode and the workpiece. There is thus a difference in size between the path of the center axis of the machining electrode wire and the desired or resulting contour in the workpiece, which is equal to the radius of the electrode wire plus the machining interval.

ou "surcoupe".or "overcap".

Dans cette technique, une tentative pour fournir un contour usiné ayant, par rapport à un contour souhaité, une précision, un fini de surface et une efficacité adéquats, par rapport àaun contour souhaité, fait couramment-appel à  In this technique, an attempt to provide a machined contour having, with respect to a desired contour, an adequate accuracy, surface finish and efficiency, with respect to a desired contour, is commonly used.

un processus à étape double ou multiple de coupe par fil.  a double or multiple step wire cutting process.

Dans ce processus,.la. première étape est mise à profit pour dégrossir une pièce en déplaçant le fil-électrode par rapport à la pièce selon un trajet,correspondant au contour souhaité, mais dimensionné de manière à fournir un contour de coupe grossière ou de dégrossissage. La seconde étape est mise à  In this process, .la. The first step is used to rough out a workpiece by moving the wire electrode relative to the workpiece along a path corresponding to the desired contour, but dimensioned to provide a rough cut or rough cut contour. The second stage is set

profit pour enlever la différence entre le contour de dégrossis-  profit to remove the difference between the outline of sidings

sage et le contour souhaité en déplaçant le fil-électrode par rapport à la pièce en suivant un trajet décalé d'une distance de coupe de finition, dans le plan de déplacement, à partir du trajet de la première étape. Dans l'art antérieur, cette distance, ainsi que le trajet de dimensionnement grossier de  and the desired contour by moving the wire electrode relative to the workpiece along a path offset by a finishing cut distance in the plane of movement from the path of the first step. In the prior art, this distance, as well as the rough dimensioning path of

la première étape, ont été déterminés seulement empiriquement.  the first step, were determined only empirically.

Dans la technique, c'est une pratique commune que de choisir la dimension de coupe de l'étape de finition de manière à ce qu'elle soit grossièrement égale à la surcoupe de la première  In the art, it is common practice to choose the cutting dimension of the finishing step so that it is roughly equal to the overcut of the first

étape de dégrossissage.roughing step.

Dans le cadre de l'invention, il a été déterminé que dans une telle opération de coupe par fil à étape double ou multiple, il se présente un certain problème qui est dû aux caractéristiques dynamiques particulières du fil-électrode effectuant une coupe par électro-érosion, pour l'étape de  In the context of the invention, it has been determined that in such a double or multiple stage wire cutting operation, there is a certain problem which is due to the particular dynamic characteristics of the electro-cutting wire electrode. erosion, for the stage of

coupe de finition, en suivant le contour précédent de dé-  finishing cut, following the previous outline of de-

grossissage. Dans l'opération ordinaire d'électro-érosion, ou étape de dégrossissage, dans laquelle le fil-électrode avance transversalement dans la pièce, l'action d'usinage a lieu de préférence le long de la surface semi-circulaire  engrossment. In the ordinary electro-erosion operation, or roughing step, in which the wire-electrode advances transversely in the workpiece, the machining action preferably takes place along the semicircular surface

du fil-électrode qui se situe dans la direction de l'avance.  wire electrode which is in the direction of advance.

L'action d'usinage est accompagnée d'une pression d'usinage,  The machining action is accompanied by a machining pressure,

par exemple la pression de décharge et/ou la pression d'ex-  for example the discharge pressure and / or the pressure of ex-

pansion des gaz produits, et elle a en conséquence tendance à solliciter à force vers l'arrière, ou dans la direction opposée à la direction d'avance dans l'opération ordinaire ou de dégrossissage, le fil-électrode qui avance. Dans l'étape de coupe de finition, le fil-électrode doit être avancé de façon semi-tangentielle en suivant le contour de dégrossissage, et il se forme alors un déséquilibre des  the expansion of the gases produced, and it consequently tends to force backwards, or in the opposite direction to the direction of advance in the ordinary operation or roughing, the electrode wire which advances. In the finishing cutting step, the wire electrode must be advanced semi-tangentially following the roughing contour, and an imbalance of

pressions d'usinage sur l'une et l'autre surface semi-  machining pressures on both semi-

circulaire des côtés du fil-électrode par rapport à la direction d'avance, ce qui produit en outre une force de déviation du fil qui a tendance à solliciter à force le fil-électrode dans une direction s'éloignant du contour de la pièce en cours de finition, ce qui peut provoquer une imprécision de finition inacceptable. Il a été constaté que cette force additionnelle de déviation du fil apparaît malgré une tension externe considérable appliquée au fil linéaire étendu de manière à former un pont et qui circule dans la  circumferential direction of the wire electrode relative to the direction of advance, which further produces a wire deflection force which tends to urge the wire electrode in a direction away from the contour of the wire. finishing course, which can cause unacceptable finishing inaccuracy. It has been found that this additional force of deflection of the wire appears despite a considerable external voltage applied to the linear wire extended so as to form a bridge and which circulates in the

zone de coupe, et que cette force s'accroit avec l'augmen-  cutting area, and this strength increases with the increase in

tation de l'épaisseur de la pièce. Ainsi, quand la trajec-  tation of the thickness of the room. Thus, when the trajec-

toire du déplacement du fil-électrode, pour l'étape de finition, est un trajet simplement décalé de celui de l'étape de dégrossissage, d'une distance définie grossièrement  the course of movement of the electrode wire, for the finishing step, is a path simply offset from that of the roughing step, a distance defined roughly

sur les bases empiriques courantes, ou sans égard à l'épais-  on the usual empirical bases, or without regard to the

seur de la pièce, on ne peut pas obtenir une précision de finition souhaitée. La position du fil-électrode peut même être décalée dans une grande mesure de la trajectoire donnée au fil pour l'étape de finition, de sorte que le contour  in the room, a desired finish accuracy can not be achieved. The position of the wire electrode can even be shifted to a great extent from the path given to the wire for the finishing step, so that the outline

usiné dans la pièce diffère grandement du contour souhaité.  machined in the room differs greatly from the desired contour.

Un but important de l'invention est de fournir un procédé d'électroérosion par fil de coupe grace auquel un  An important object of the invention is to provide a cutting wire electroerosion process by means of which a

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contour peut être conformé dans une pièce aussi précisément  contour can be consistent in a room as precisely

que souhaité et avec un fini de surface adéquat.  as desired and with a proper surface finish.

Un autre but de l'invention est de fournir un procédé à électro-érosion de coupe par fil d'une pièce pour con-former un contour souhaité dans celle-ci avec une précision et une  It is another object of the invention to provide a one-piece wire cutting EDM process to form a desired contour therein with precision and precision.

efficacité accrues par rapport à l'art antérieur.  increased efficiency compared to the prior art.

Un autre but de l'invention est de fournir un procédé  Another object of the invention is to provide a method

d'électro-érosion à fil de coupe à étape. double ou multi-  electro-erosion cutting wire step. double or multi

ple, grSce auquel est effectivement surmontée la dépendance  ple, thanks to which the dependence is effectively overcome

existant, dans l'étape de finition, entre-la précision d'usi-  existing, in the finishing step, between the precision of

nage et l'épaisseur de la pièce usinée.  swimming and the thickness of the workpiece.

Ces buts, ainsi que d'autres, sont atteints selon l'in-  These and other goals are achieved according to the

vention.grace à.un procédé de coupe d'une pièce de manière à y conformer un contour souhaité au moyen d'un fil-électrode continu avancé axialement de façon à traverser linéairement la pièce au travers d'une zone de coupe, et aussi déplacé&  a method of cutting a workpiece to conform a desired contour by means of a continuous wire electrode advanced axially so as to traverse the workpiece linearly through a cutting zone, and also moved &

transversalement par rapport à1l'axe du.fil-électrode, rela-  transversely with respect to the axis of the electrode wire,

tivement à la pièce, le procédé étant caractérisé en ce qu'il  to the piece, the method being characterized in that

comprend les étapes consistant à -: -  includes the steps of -: -

(a) couper grossièrement ou dégrossir par électro-  (a) coarse or rough cut by electro

érosion la pièce tout en réalisant le déplacement transversal relatif entre le fil-électrode et la pièce, le long d'un premier chemin prédéterminé correspondant au contour souhaité et défini'de manière à produire un contour de coupe de dégrossissage avec une surcoupe dans la pièce; et  eroding the workpiece while achieving the relative transverse displacement between the wire electrode and the workpiece, along a first predetermined path corresponding to the desired contour and defined to produce a rough cut contour with an overwrap in the workpiece ; and

(b) effectuer une.coupe de finition par électro-  (b) perform a finishing cut by electro-

érosion de la pièce tout en assurant le déplacement trans-  erosion of the room while ensuring the trans-

versal relatif entre le fil-électrode et la pièce selon un second chemin prédéterminé décalé uniformément à partir du  relative direction between the wire electrode and the workpiece according to a second predetermined path uniformly shifted from the

premier chemin prédéterminé, d'une distance définie sensi-  first predetermined path, from a defined distance

blement par le terme n,o n est une valeur essentiellement proportionnelle à l'épaisseur de la pièce, produisant ainsi dans la pièce un contour de coupe de finition qui coïncide  n is a value that is substantially proportional to the thickness of the part, thereby producing in the part a finishing cut contour that coincides

avec le contour souhaité.with the desired contour.

Des exemples de réalisation de l'invention seront maintenant décrits, en liaison avec les dessins annexés, dans lesquels: - la figure 1 est une vue schématique principalement en coupe représentant un appareil permettant de mettre en oeuvre le procédé selon l'invention;  Embodiments of the invention will now be described, in conjunction with the accompanying drawings, in which: - Figure 1 is a schematic view mainly in section showing an apparatus for carrying out the method according to the invention;

la figure 2 est une vue en plan représentant schéma-  FIG. 2 is a plan view showing a diagrammatic

tiquement une pièce usinée préalablement au cours d'une étape de dégrossissage, et devant étre usinée une deuxième  only a pre-machined part during a roughing step, and to be machined a second

fois au cours d'une étape de coupe de finition selon l'in-  times during a finishing cutting step in accordance with the

vention; et - la figure 3 est une vue schématique à plus grande  vention; and - Figure 3 is a schematic view to larger

échelle d'une partie de la pièce représentée à la figure 2.  scale of part of the part shown in Figure 2.

On se réfère à la figure 1. Une installation d'usinage  Referring to Figure 1. A machining facility

à fil de coupe par décharges électriques comprend un fil-  electric discharge wire comprises a wire

électrode 1 avancé axialement en continu à partir d'une bobine de fourniture 2 jusqu'à une bobine de reprise 3 à travers une zone de coupe définie entre une paire de moyens de guidage 4 et 5. Une pièce 6 est disposée dans la zone de coupe et elle est traversée par une étendue linéaire du fil-électrode 1 tendu fermement pour former un pont et  electrode 1 advanced axially continuously from a supply spool 2 to a take-up reel 3 through a cutting zone defined between a pair of guiding means 4 and 5. A workpiece 6 is arranged in the working zone. cut and is traversed by a linear extension of the electrode wire 1 stretched firmly to form a bridge and

circulant en continu entre les moyens de guidage 4 et 5.  circulating continuously between the guide means 4 and 5.

D'autres éléments 14 et 15 de guidage du fil sont prévus sur le trajet de circulation du fil pour changer la direction d'avance du fil-électrode 1 du cfté de fourniture 2 jusqu'à la zone de coupe et de cette dernière jusqu'à la zone de  Other yarn guiding members 14 and 15 are provided on the yarn flow path to change the feed direction of the wire electrode 1 from the feedstock 2 to the cutting zone and from the cutting zone to the cutting zone. at the zone of

reprise 3, respectivement.recovery 3, respectively.

Dans la zone de coupe, un liquide d'usinage est fourni  In the cutting area, a machining liquid is supplied

par des moyens de buses (non représentés) pour baigner l'in-  by means of nozzles (not shown) for bathing the in-

tervalle d'usinage formé entre le fil-électrode 1 et la pièce  Machining time formed between wire electrode 1 and the workpiece

6. Une source 11 de puissance d'usinage par décharges élec-  6. A source 11 of electric discharge machining power

triques présente une paire de bornes de sortie reliées élec-  has a pair of electrically connected output terminals

triquement au fil-électrode 1 et à la pièce 6, respectivement,  wire electrode 1 and part 6, respectively,

pour appliquer une succession d'impulsions électriques d'usi-  to apply a succession of electrical pulses of

nage en travers de l'intervalle d'usinage rempli du liquide d'usinage, pour enlever par électro-érosion de la matière de  crosses the machining-filled machining gap to electro-erode

la pièce 6.the room 6.

La pièce 6 est montée fixe sur une table de travail 7, et l'ensemble de commande pour le déplacement.de la pièce 6 relativement au fil-électrode 1, dans la direction transversale  The part 6 is fixedly mounted on a working table 7, and the control assembly for the displacement of the part 6 relative to the electrode wire 1, in the transverse direction

à l'axe de l'électrode, ou dans un plan X-Y, comprend un pre-  to the axis of the electrode, or in an X-Y plane, includes a first

mier moteur 8 pour l'avance de la table 7 dans le sens de l'axe des X, et un second moteur 9 pour l'avance de la table 7 dans le sens de l'axe des Y, les moteurs 8 et 9 étant commandés par des signaux électriques fournis par une  first motor 8 for advancing the table 7 in the direction of the X axis, and a second motor 9 for advancing the table 7 in the direction of the Y axis, the motors 8 and 9 being controlled by electrical signals provided by a

commande numérique 10.digital control 10.

En outre ou en option, une paire d'unités 12 et 13 de vibreur est prévue au contact ou à proximité du fil-électrode 1 entre les moyens de guidage d'usinage 4 et 5 et surdes côtés opposés de la pièce 6, respectivement. Les vibreurs 12 et 13 sont excités par des moyens de fourniture de puissance haute fréquence (non représentés), à une fréquence ou des fréquences pas inférieures à 100 Hz et, comprises  In addition or optionally, a pair of vibrator units 12 and 13 are provided in contact with or near the wire electrode 1 between the machining guide means 4 and 5 and on opposite sides of the workpiece 6, respectively. The vibrators 12 and 13 are excited by high frequency power supply means (not shown), at a frequency or frequencies not less than 100 Hz and included

de préférence entre 1 et 50 kHz pour communiquer au fil-  preferably between 1 and 50 kHz to communicate with the

circulant 1 étendu entre les moyens de guidage 4 et 5, des vibrations ayant une amplitude comprise entre 1 et 50 microns et, de préférence, comprise entre 1 et 10 microns. GrSce aux dispositifs de vibreurs, tout arc de décharge ou condition de court-circuit peut, dès son apparition, être éteinte mécaniquement, et la friction de contact sur les moyens de guidage 4 et 5 peut être notablement réduite. En outre, l'enlèvement des produits d'usinage et des gaz apparaissant dans l'intervalle d'usinage, qui ont tendance à déranger la stabilité d'usinage, est facilité, d'o il résulte qu'urn  circulating 1 extended between the guide means 4 and 5, vibration having an amplitude of between 1 and 50 microns and preferably between 1 and 10 microns. With the vibrator devices, any discharge arc or short-circuit condition can, from its onset, be mechanically extinguished, and the contact friction on the guide means 4 and 5 can be significantly reduced. In addition, the removal of machining products and gases occurring in the machining gap, which tend to disturb the machining stability, is facilitated, whereby

usinage stable se poursuit avec stabilité, sans casse du fil-  stable machining continues with stability, without breaking the thread

électrode 1 et avec une vitesse d'enlèvement accrue.  electrode 1 and with an increased removal rate.

Les vibrations sont communiquées en une ou les deux endroits représentés, au fil-électrode 1, dans une direction transversale à son axe, de sorte qu'un mouvement oscillatoire ondulant avec plus que deux noeuds et ventres ou boucles est assuré au fil 1 circulant entre les deux éléments de guidage  The vibrations are communicated in one or both of the locations shown, at the electrode wire 1, in a direction transverse to its axis, so that an oscillating oscillating movement with more than two nodes and bellies or loops is provided to the wire 1 flowing between the two guide elements

4 et 5 placés en des côtés opposés par rapport à la pièce 6.  4 and 5 placed on opposite sides with respect to the piece 6.

Les vibrations sont, de préférence, communiquées aux deux endroits représentés, qui sont opposés par rapport à la pièce 6, au fil-électrode 1, chacune dans une direction transversale à l'axe de celle-ci, de sorte qu'elles sont  The vibrations are preferably communicated at the two locations shown, which are opposite to the workpiece 6, to the wire electrode 1, each in a direction transverse to the axis thereof, so that they are

superposées l'une à l'autre pour former un mouvement oscilla-  superimposed on one another to form an oscillating movement

toire ondulant composite avec plus que deux noeuds et ventres ou boucles dans le fil 1 circulant entre les ceux éléments de guidage 4 et 5 placés en des côtés opposés par rapport à la pièce, et chacun à l'extérieur de chaque endroit en lequel  composite corrugated fabric with more than two knots and bellies or loops in the wire 1 flowing between those guiding elements 4 and 5 placed on opposite sides of the workpiece, and each outside each place in which

est appliquée la vibration.the vibration is applied.

En communiquant une vibration au fil-électrode 1 cir-  By imparting a vibration to the electrode wire 1 cir-

culant de l'un ou,de préférence,de chaque côté de la pièce 6  from one or, preferably, from each side of the room 6

au travers de laquelle il passe dans une installation d'électro-  through which he passes through an electronics installation

érosion à fil circulant, il a été constaté qu'une amélioration de la vitesse d'enlèvement est atteinte, celle-ci étant particulièrement notable quand sont usinées des pièces d'une épaisseur plus grande. Ainsi, une action de pompage intensifiée semble être produite dans la zone de coupe, ce qui facilite l'enlèvement des produits usinés hors de celle- ci, c'est-à-dire des copeaux et des gaz et, ceci étant d'une importance encore plus grande, une production dispersée extrêmement efficace est assurée dans la zone de coupe sur la totalité de l'épaisseur de la pièce, empêchant ainsi de manière favorable les décharges d'être concentrées sur un point ou une région unique du fil-électrode 1 traversant ou  With wire erosion, it has been found that an improvement in the speed of removal is achieved, which is particularly noticeable when machined parts of a greater thickness. Thus, an intensified pumping action appears to be produced in the cutting zone, which facilitates the removal of machined products therefrom, ie chips and gases, and this being even more importantly, extremely efficient dispersed production is provided in the cutting zone over the entire thickness of the workpiece, thus favorably preventing the discharges from being concentrated on a single point or region of the wire electrode 1 crossing or

circulant au travers de la pièce 6.  circulating through room 6.

Les vibrations communiquées en les deux endroits opposés par rapport à la pièce 6 ont de préférence des fréquences  The vibrations communicated in the two opposite places with respect to the part 6 preferably have frequencies

différentes, de sorte qu'est produit un battement o la varia-  different, so that a beating or varia-

tion périodique en amplitude d'une onde qui est la superpo-  the periodic amplitude of a wave which is the super-

sition des deux ondes harmoniques simples correspondantes  of the two corresponding simple harmonic waves

des différentes fréquences, du fil-électrode 1 circulant.  different frequencies, circulating electrode wire 1.

Cette disposition est avantageuse pour faciliter et augmenter  This arrangement is advantageous for facilitating and increasing

l'enlèvement des copeaux d'usinage et d'autres produits d'in-  the removal of machining chips and other

tervalle tout en supprimant l'augmentation de température de  tervalle while suppressing the temperature rise of

la pièce 6 en cours de coupe.the piece 6 being cut.

Les deux moyens vibreurs 12 et 13 sont, de préférence, dans certains cas, placés en leurs endroits respectifs, de  The two vibrating means 12 and 13 are preferably, in certain cases, placed in their respective places,

manière à assurer les vibrations respectives dans des direc-  in order to ensure the respective vibrations in

tions transversales l'une à l'autre, c'est-à-dire, par exemple, l'une dans la direction de l'axe des X et l'autre dans la direction de l'axe des Y, axes selon lesquels est déplacée la pièce 6 par rapport au fil- électrode 1 circulant, par les moyens de commande mentionnés plus hauts, par exemple  transverse to each other, that is, for example, one in the direction of the X axis and the other in the Y axis direction, where the part 6 is moved relative to the circulating electrode wire 1, by the control means mentioned above, for example

des moyens d'entraînement à commande numérique.  digitally controlled drive means.

Chacun des moyens vibreurs 12, 13 est, de préférence, en contact avec un élément de guidage 4, 5 de.l'électrode 1, et il peut consister en un vibreur électromagnétique.,sonique ou ultrasonique. Chaque moyen vibreur peut être un vibreur magnétostrictif ou piézo-électrique. Les vibreurs 12 et 13 peuvent être connectés pour l'excitation à des circuits résonants respectifs (non représentés), chacun connecté aux  Each of the vibrating means 12, 13 is preferably in contact with a guide element 4, 5 of the electrode 1, and may consist of an electromagnetic, sonic or ultrasonic vibrator. Each vibrator means may be a magnetostrictive or piezoelectric vibrator. The vibrators 12 and 13 may be connected for excitation to respective resonant circuits (not shown), each connected to the

bornes de l'intervalle d'usinage.terminals of the machining interval.

Un ensemble de commandes (non représentées) est, de préférence, prévu lors du fonctionnement de l'appareil, pour réagir aux conditions de l'intervalle d'usinage et provoquer la modification d'un paramètre des vibrations en réponse à l'état de l'intervalle. Les moyens vibreurs 12 et 13 sont,de préférence, propres à être-refroidis par un fluide  A set of controls (not shown) is preferably provided during operation of the apparatus, to react to the conditions of the machining interval and to cause the modification of a parameter of the vibrations in response to the state of the apparatus. the interval. The vibrator means 12 and 13 are preferably adapted to be cooled by a fluid

de refroidissement.cooling.

En cours d'utilisation de l'appareil, le liquide d'usi-  In use of the apparatus, the fluid of use

nage est,de préférence, fourni au fil-électrode 1 en circulant par l'endroit o l'extrémité de vibreur -de chaque dispositif de vibreur vient au contact du fil 1, ou en circulant en contact avec.le corps de chaque vibreur, de sorte que la chaleur produite au corps vibrant est suffisamment dissipée  Advantageously, the electrode is supplied to the electrode wire 1 by circulating through the place where the vibrator end of each vibrator device comes into contact with the wire 1, or by circulating in contact with the body of each vibrator. so that the heat produced at the vibrating body is sufficiently dissipated

pour éviter un chauffage nuisible du fil-électrode 1.  to avoid harmful heating of the electrode wire 1.

Il est généralement souhaitable de maintenir le plan de la vibration du fil en coïncidence avec la direction d'avance dans le déplacement transversal relatif de la pièce  It is generally desirable to maintain the plane of the yarn vibration in coincidence with the direction of advance in the relative transverse displacement of the workpiece.

6 vers le fil-électrode 1 circulant axialement.  6 to the electrode wire 1 flowing axially.

L'ensemble de vibration du fil décrit peu, comme montré plus loin, être avantageusement employé pour une opération d'usinage électrique à étape double ou multiple, comprenant une étape de coupe de finition, de reformage ou de coupe secondaire, à. laquelle est soumise une pièce 6 dégrossie par l'étape de coupe préliminaire, pour finir le contour de  The wire vibrating assembly described shortly, as shown below, is advantageously employed for a double or multiple stage electrical machining operation, including a finishing, reforming or secondary cutting, at. which is subjected a part 6 sided by the preliminary cutting step, to finish the outline of

surface -usinée avec la précision et le fini de surface requis.  surface-machined with the precision and surface finish required.

Le problème inhérent à cette opération est qu'il est extrêmement difficile de maintenir une profondeur de coupe souhaitée constante de façon précise. Dans l'opération de coupe de finition, une force ayant tendance à dévier le fil-électrode 1 du contour de dégrossissage précédent dans la pièce 6 en cours de finition,,apparaît à tout moment à cause d'une pression provoquée par les décharges d'usinage et les gaz décomposés qui sont en expansion dans le liquide d'usinage  The problem with this operation is that it is extremely difficult to maintain a precisely desired depth of cut accurately. In the finishing cut operation, a force tending to deflect the wire electrode 1 from the previous roughing contour into the workpiece 6 being finished, appears at any time because of pressure caused by the discharges of machining and decomposed gases that are expanding in the machining liquid

dans la région de l'intervalle. Cette force provoque la tor-  in the region of the interval. This force causes the tor-

sion du fil 1 et sa sortie de la position imposée, de sorte que la profondeur d'usinage peut être déviée de manière variable. En se référant maintenant aux figures 1 et 2, on va décrire une opération d'usinage par décharges électriques à fil circulant comprenant des étapes de dégrossissage et de finition selon la présente invention. Une pièce 6 présen-1 tant un trou de départ 6a conf-,rmel en son travers en un endroit prédéterminé par perçage mécanique ou par décharges électriques, est tout d'abord disposé sur la table 7. Le fil-électrode 1 est introduit dans le trou 6a et le mécanisme de commande du fil (non représenté), est actionné pour avancer axialement le fil-électrode 1 dans la direction de la flèche et la transporter à partir de la bobine de fourniture 2 jusqu'à la bobine de reprise 3 en passant par les guides 14 et 4, le trou 6a et les guides 5 et 15, sous une tension prédéterminée. Une unité (non représentée) de circulation de liquide d'usinage est mise en Qeuvre pour fournir le liquide d'usinage par les buses dans la région de la pièce 6, de sorte que l'intervalle d'usinage est baigné uniformément par ce liquide. La source ll de puissance d'usinage par décharges électriques est mise en action pour appliquer une succession d'impulsions électriques à travers l'intervalle entre le fil-électrode 1 circulant et la pièce 6, réalisant ainsi des décharges d'usinage successives entre elles au travers  yarn 1 and its output from the imposed position, so that the machining depth can be deviated variably. Referring now to Figures 1 and 2, there will be described a running wire electric discharge machining operation including roughing and finishing steps in accordance with the present invention. A piece 6 presen-1 as a starting hole 6a confrmel therethrough in a predetermined location by mechanical drilling or electric discharges, is first disposed on the table 7. The electrode wire 1 is introduced into the hole 6a and the wire control mechanism (not shown) is actuated to axially advance the wire electrode 1 in the direction of the arrow and transport it from the supply coil 2 to the take-up reel 3 passing through the guides 14 and 4, the hole 6a and the guides 5 and 15, under a predetermined tension. A machining liquid circulation unit (not shown) is used to supply the machining liquid through the nozzles in the region of the workpiece 6, so that the machining interval is bathed uniformly by this fluid. . The power source 11 of electric discharge machining is actuated to apply a succession of electrical pulses through the gap between the circulating electrode wire 1 and the part 6, thereby performing successive machining discharges between them through

de l'agent liquide, pour enlever de la matière de la pièce 6.  of the liquid agent, to remove material from the workpiece 6.

Au cours de l'opération de coupe, les vibreurs 12 et 13 peuvent  During the cutting operation, the vibrators 12 and 13 can

être commandés pour fonctionner le la manière déjà décrite.  to be ordered to work the way already described.

Un trajet de coupe prédéterminé correspondant au contour souhaité, est programmé à l'avance dans la commande numérique dont les signaux de sortie sont appliqués aux moteurs de commande 8 et 9 pour déplacer la table 7 de sorte que la  A predetermined cutting path corresponding to the desired contour is programmed in advance in the numerical control whose output signals are applied to the control motors 8 and 9 to move the table 7 so that the

pièce 6 qu'elle porte se déplace en suivant le trajet pro-  piece 6 that it carries moves following the path

grammé par rapport au fil-électrode 1 circulant. Au cours du déplacement d'avance pour le dégrossissage, comme on le voit à la figure 2, le filélectrode 1 se déplace par rapport à la pièce 6, avançant tout d'abord à partir de la position  grammatically relative to the circulating electrode wire 1. During the forward motion for roughing, as seen in Figure 2, the wire electrode 1 moves relative to the workpiece 6, advancing first from the position

du trou 6a de départ préformé dans la pièce, de manière recti-  of the pre-formed starting hole 6a in the part,

ligne selon la distance la plus courte jusqu'à un point sur le contour de dégrossissage programmé, suivant ensuite ce  line by the shortest distance to a point on the programmed roughing contour, then following this

dernier trajet comme indiqué par les flèches en retour jusqu'au-  last trip as indicated by the arrows back to-

dit point. La largeur de coupe L formée au cours de cette opération de dégrossissage est, comme on le voit bien sur  said point. The cutting width L formed during this roughing operation is, as can be seen of course

la figure 3, égale à 2(r+g) o r est le rayon du fil-  FIG. 3, equal to 2 (r + g) where r is the radius of the filament

électrode et g est la dimension de l'intervalle d'usinage qui peut devenir un équivalent à la surcoupe. Quand le fil retourne au point initial, la partie formant noyau 61 de la pièce 6 usinée ou dégrossie qui est entourée par le bord intérieur du chemin, est séparée du reste 62 de celui-ci qui entoure le bord extérieur du trajet et qui constitue  electrode and g is the dimension of the machining interval that can become an equivalent to the overcut. When the wire returns to the initial point, the core portion 61 of the machined or trimmed piece 6 which is surrounded by the inner edge of the path, is separated from the remainder 62 thereof which surrounds the outer edge of the path and which constitutes

la pièce au contour dégrossi.the outline piece.

Après l'accomplissement de l'étape de dégrossissage  After completion of the roughing step

décrite ci-dessus, la pièce 62 doit être soumise à une con-  described above, Exhibit 62 must be submitted to

formation grace à une autre-coupe d'une profondeur ou largeur 1, indiquée par la ligne pointillée, grâce à l'étape suivante de coupe de finition. La largeur 1 est généralement plus petite que la largeur L précédente de coupe et l'étape de finition est généralement assurée à une vitesse de coupe plus grande et, de manière souhaitable, avec un enlèvement  formation through another-cut of a depth or width 1, indicated by the dotted line, thanks to the following step of finishing cut. The width 1 is generally smaller than the previous cutting width L, and the finishing step is generally performed at a higher cutting speed and desirably with removal.

de quantité de matière minimum pour finir le contour préala-  minimum amount of material to finish the preliminary contour

blement usiné et la surface. Selon l'invention, le trajet de coupe pour l'étape de finition est décalé d'une distance n à partir du trajet de coupe de l'étape de dégrossissage o est la surcoupe de l'étape de dégrossissage et n est une valeur, de préférence un nombre entier, essentiellement proportionnel à l'épaisseur t de la pièce 6 (figure 1) de sorte que la profondeur 1 est enlevée au cours de l'étape de finition. En d'autres termes, il est essentiel, selon l'invention, que la trajectoire du fil-électrode Idéplacé transversalement par rapport à la pièce pour l'étape de finition, soit décalée de la distance n à partir de la trajectoire du fil-électrode déplacé au cours de l'étape de dégrossissage. Les valeurs et n sont définies en liaison avec le rayon r du filélectrode pour atteindre la largeur 2 et l,et de là L + 1 en définissant le premier  machined and the surface. According to the invention, the cutting path for the finishing step is shifted by a distance n from the cutting path of the roughing step o is the overcut of the roughing step and n is a value, preferably an integer, substantially proportional to the thickness t of the part 6 (Figure 1) so that the depth 1 is removed during the finishing step. In other words, it is essential, according to the invention, for the trajectory of the wire Idéplacé transversely relative to the workpiece for the finishing step, to be shifted by the distance n from the path of the wire. electrode moved during the roughing step. The values and n are defined in connection with the radius r of the wire electrode to reach the width 2 and l, and from there L + 1 defining the first

2 2 -2 2 -

trajet de coupe programmé devant être suivi par l'axe central du filélectrode 1 pendant l'étape de dégrossissage. L'avance de contournement appliquée alors au cours de l'étape de finition par la commande numérique 15 est, comme indiqué  programmed cutting path to be followed by the central axis of the electrode electrode 1 during the roughing step. The bypass feed then applied during the finishing step by the numerical control 15 is, as indicated

en ligne pointillé, une avance augmentée définie par l'addi-  dotted line, an increased advance defined by the addi-

tion de la largeur 1, qui est égale à n, au trajet de  tion of width 1, which is equal to n, to the path of

dégrossissage précédent.roughing previous.

La surcoupe qui résulte de l'étape de dégrossissage est un terme bien connu en usinage électrique et qui est ici  The overcut that results from the roughing step is a well-known term in electrical machining and is here

définie par la distance minimale entre le contour de dé-  defined by the minimum distance between the contour of de-

grossissage en un point quelconque de celui-ci et le trajet de déplacement de l'axe central du fil-électrode diminué IL t2474916 du rayon du fil-électrode. Cor-me on le voit facilement, elle dépend à la base de la dimension de l'intervalle d'usinage ô, mais en outre aussi des autres paramètres d'intervalle, tels que la nature des produits d'usinage dans l'intervalle au cours de la coupe par fil et, quand des vibrations telles que décrites plus haut sont communiquées au fil-électrode, aussi de l'amplitude des vibrations. En tous cas, la surcoupe  magnification at any point thereof and the path of movement of the central axis of the electrode wire decreased t2474916 radius of the electrode wire. As can easily be seen, it depends on the size of the machining interval ô, but also on other interval parameters, such as the nature of the machining products in the interval between the course of cutting by wire and, when vibrations as described above are communicated to the wire electrode, also the amplitude of the vibrations. In any case, the overcut

peut être déterminée lors du réglage de l'étape de dé-  can be determined when setting the step of

grossissage et préalablement à cette dernière.  magnification and prior to this.

ExempleExample

Pour déterminer la trajectoire d'un fil-électrode 1 (par exemple un fil de cuivre ayant un diamètre de 0,2 mm) et donc le trajet programmable d'une pièce (par exemple un acier au carbone), dégrossie préalablement avec une surcoupe et déplacée par rapport à l'axe central du fil- électrode 1 pendant l'étape de finition, on prend par exemple les valeurs n et 1 = ni, qui suivent: On a constaté que pour les valeurs variables de l'épaisseur de la pièce,l'épaisseur de la couche de coupe  To determine the trajectory of a wire-electrode 1 (for example a copper wire having a diameter of 0.2 mm) and therefore the programmable path of a part (for example a carbon steel), roughened beforehand with an overwrap and displaced with respect to the central axis of the electrode wire 1 during the finishing step, for example, the values n and 1 = ni, which follow: It has been found that for the variable values of the thickness of the piece, the thickness of the cutting layer

de finition est uniformément constante, donc que la pré-  finish is uniformly constant, so that the pre-

cision de coupe de finition est extrêmement élevée. Le  cutting edge accuracy is extremely high. The

rapport des vitesses d'enlèvement de matière pour le dé-  ratio of material removal rates for the de-

grossissage et pour la finition est alors étal à 1: 4. La valeur est déterminée par des paramètres des impulsions d'usinage, les matériaux du fil et de la pièce, et,dans cette mesure seulement, la valeur 1 peut dépendre de ces paramètres Epaisseur de la pièce n 1 mm 1 mm 2 2 mm 4  The magnification and finishing is then 1: 4. The value is determined by the parameters of the machining pulses, the materials of the wire and the workpiece, and, to this extent only, the value 1 may depend on these parameters. Thickness of the part n 1 mm 1 mm 2 2 mm 4

et matériaux.and materials.

La trajectoire du fil-électrode 1 pour l'étape de fini-  The trajectory of the electrode wire 1 for the final step

tion peut être décalée de 1 = n à partir de la trajectoire du filélectrode dans l'étape de dégrossissage, en utilisant les moyens vibreurs 12 et 13 décrits plus haut. Dans ce cas,  It can be shifted by 1 = n from the path of the wire electrode in the roughing step, using the vibrator means 12 and 13 described above. In that case,

aucun changement peut n'être requis du trajet de coupe pro-  no change may be required from the cutting path pro-

grammé entre l'étape de dégrossissage et l'étape de finition, quand l'amplitude des vibrations qui définit alors le décalage  grammar between the roughing step and the finishing step, when the vibration amplitude which then sets the offset

1 = n.., rie dépasse-pas 1 à 5 microns et au plus 10 microns.  1 = not more than 1 to 5 microns and not more than 10 microns.

Les vibreurs 12 et 13 sont, de préférence, couplés ensemble et orientés de sorte que la direction du plan des vibrations composites qui résultent est maintenue de manière à être sensiblement perpendiculaire à la direction d'avance  The vibrators 12 and 13 are preferably coupled together and oriented so that the resulting plane direction of the resulting composite vibrations is maintained substantially perpendicular to the feed direction.

du fil-électrode 1 pendant l'étape dé finition.  of the electrode wire 1 during the finishing step.

- Un procédé amélioré d'électro-érosion à coupe par fil est ainsi fourni pour usiner un contour désiré dans une pièce, ce procédé surmontant les problèmes rencontrés dans l'art antérieur.  An improved wire cutting electro-erosion process is thus provided for machining a desired contour in a workpiece, this method overcoming the problems encountered in the prior art.

Claims (6)

REVEND ICATIONS 1. Procédé pour découper une pièce et conformer dans celle-ci un contour souhaité au moyen d'un fil-électrode continu avancé axialement de manière à traverser linéairement la pièce à travers une zone de coupeet déplacé aussi, rela- tivement à la pièce, transversalement à l'axe du filélectrode, caractérisé en ce qu'il comprend les mesures consistant à  A method of cutting a workpiece and conforming thereto a desired contour by means of a continuous electrode wire advanced axially so as to linearly traverse the workpiece through a cutting zone and also moved relative to the workpiece, transversely to the axis of the wire electrode, characterized in that it comprises the measurements consisting in (a) découper grossièrement ou dégrossir par électro-  (a) cut roughly or roughly by érosion ladite pièce tout en réalisant le déplacement trans-  erosion of the said piece while realizing the trans- versal relatif entre le fil-électrode et la pièce, en suivant  relative direction between the wire electrode and the workpiece, un premier trajet prédéterminé correspondant au contour sou-  a first predetermined path corresponding to the contour haité et défini de manière à produire un contour de dégrossis-  and defined in such a way as to produce a rough outline sage avec une "surcoupe" dans ladite pièce; et (b) faire une découpe de finition par électro-érosion de ladite pièce tout en réalisant le déplacement transversal relatif entre le fil-électrode et la pièce en suivant un second trajet prédéterminé décalé d'une distance définie par le terme n, uniformément à partir dudit premier trajet prédéterminé o n est une valeur principalement proportionnelle  wise with an "overcut" in said room; and (b) performing a finishing cut by electro-erosion of said workpiece while achieving the relative transverse displacement between the wire electrode and the workpiece by following a second predetermined path shifted by a distance defined by the term n, uniformly to from said first predetermined path one is a mainly proportional value à l'épaisseur de la pièce traversée par le fil-électrode, pro-  the thickness of the part through which the electrode is duisant ainsi un contour de coupe de finition coïncidant  thus providing a coinciding cutting edge contour avec ledit contour désiré dans la pièce.  with said desired contour in the room. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce  2. Method according to claim 1, characterized in that que n est un nombre entier.that n is an integer. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit premier trajet prédéterminé est programmé à l'avance  3. Method according to claim 1, characterized in that said first predetermined path is programmed in advance dans une commande numérique associée à l'installation d'en-  in a numerical control associated with the installation of trainement propre à assurer le déplacement transversal relatif entre le fil-électrode et la pièce pour exécuter la mesure (a)  Specially designed to provide relative transverse displacement between the wire electrode and the workpiece to perform the measurement (a) sur la base dudit contour souhaité et de la surcoupe sou-  on the basis of said desired contour and the oversupply haitée, et en ce que le second trajet prédéterminé est pro-  the second predetermined path is pro- grammé à l'avance dans la commande numérique sur la base du premier trajet prédéterminé et en additionnant à celui-ci une  in advance in the numerical control on the basis of the first predetermined path and adding thereto a information représentant le terme n pour exécuter la me-  information representing the term n to execute the sure (b).sure (b). 4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend en outre la mesure consistant à communiquer des vibrations audit filélectrode transversalement à son axe dans la zone de coupe pendant la mesure (b),la vibration ayant une amplitude sensiblement égale à n, décalant ainsi 1A  Method according to claim 1, characterized in that it further comprises the measurement of communicating vibrations to said wire electrode transversely to its axis in the cutting zone during measurement (b), the vibration having an amplitude substantially equal to n, shifting thus 1A le premier trajet prédéterminé de la mesure (a) sur la dis-  the first predetermined path of measurement (a) on the tance sensiblement égale à n, pour fournir ledit second  substantially equal to n, to provide said second trajet prédéterminé pour la mesure (b).  predetermined path for measurement (b). 5. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'amplitude des vibrations est au plus égale à 10 microns.  5. Method according to claim 1, characterized in that the vibration amplitude is at most equal to 10 microns. 6. Installation d'usinage par électro-érosion à fil de coupe, caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens propres à mettre en oeuvre le procédé selon l'une quelconque6. EDM machining plant, characterized in that it comprises means adapted to implement the method according to any one des revendications précédentes.of the preceding claims.